高校指纹考勤系统的设计与实现

朱相印，何中海

(电子科技大学　信息与软件工程学院　成都　610054)



高校指纹考勤系统的设计与实现

朱相印，何中海

(电子科技大学信息与软件工程学院成都610054)

摘要高校考勤工作对于高校正常教学秩序以及教学质量至关重要，但目前大多数高校主要采用的是人工考勤方法，不仅效率较低，而且占用大量的人力资源。该文基于当前考勤系统中最常采用的指纹识别技术，在对高校学生考勤管理工作中的业务流程进行深入分析与研究的基础上，设计并开发了一个完整的分布式学生指纹考勤系统。 该系统采用ASP、C#开发技术实现，能够有效地提高高校学生考勤工作效率与质量。

关键词学生考勤管理，指纹考勤系统，指纹识别，C#开发

当前我国大多数高校在学生日常考勤工作中主要采用的是人工考勤方式。如制定规范的请假程序并严格执行，实行教师课堂点名考勤，在班与系里建立学生考勤小组等手段。但随着我国高校改革的日益推进，学分制已经成为我国高校最常见的教学方式。在学分制教育模式下，学生不必严格按照学院的班级建制进行课堂学习，可以根据自身的兴趣与实际情况在学校教学框架下自由选择科目，只要在毕业前修满学生培养方案中的最低学分即可顺利毕业[1]。

学分制教学方式为高校的考勤工作带来了一定的困难，因同一课堂的学生可能来自多个学院、多个专业、多个班级，教师在教学过程中对学生不熟悉，导致出现学生逃课、弄虚作假的现象，给高校正常教学秩序和教学质量带来了严重的负面影响，同时也降低了学生自身的组织性及纪律性，对于高校校风与学风的培养与形成十分不利[2]。

本文在对高校学生考勤管理工作中的业务流程进行深入分析与研究的基础上，采用生物识别技术以及计算机网络技术设计并实现了高校学生指纹考勤系统，不仅有效解决了我校当前学生考勤管理中存在的种种弊端，同时还大大提高了我校教务管理工作的综合管理水平，在提升我校综合教学实力与教学质量方面具有较高的现实意义。

1系统分析

1.1系统架构分析

本文设计的考勤系统是结合C/S架构与B/S架构的网络系统。该系统通过在教室配置PC机与移动终端，安装考勤客户端，利用有线/无线网络传输学生考勤信息，将所有的考勤信息处理及存储均放在考勤服务器端。

该架构部署方式可以有效降低系统的开发难度，提高开发效率；并可以为后期的考勤信息管理提供极大便利；还能够有效降低考勤系统的后期维护工作量及维护难度[3-4]。

1.2功能需求分析

在得到学生指纹考勤系统的整体部署架构之后，需要根据系统的具体功能要求进行功能分析，得到系统中包含的功能模块以及各个功能模块应该实现的功能。按照学校学生管理部门的要求，学生指纹考勤系统包括考勤信息注册功能、学生考勤功能、教职工考勤功能、考勤信息管理功能。其中，考勤信息注册功能包含对学生、教职工的个人信息及指纹图像的收集与存储，以便后续的考勤工作顺利进行。学生考勤功能是本系统的核心功能，通过实时采集学生的指纹图像并与服务器端数据库中存储的学生考勤指纹图像进行比对完成学生考勤。教职工考勤功能与学生考勤功能相似，是为了对教职工是否正常完成教学工作进行考察。考勤信息管理功能包含为学校领导、管理人员提供考勤信息查看与管理的接口，提高学生管理工作的效率。

2系统设计

在整体架构设计方面，本文设计并实现的指纹考勤系统可以分为服务器端和客户端两大模块。

由于该系统的设计既包括C/S结构又包括B/S结构，因此系统的客户端除了指纹采集与考勤软件外，还包括Web浏览器。该系统的服务器端由Web服务器、指纹考勤服务器以及后台数据库3个模块组成。

根据前文对系统的需求分析，学生与教职工在线提交请假申请操作、普通管理员及系统管理员的管理操作主要是通过Web浏览器发送到系统服务器端的Web服务器来处理；用户注册、考勤功能以及请假申请审批则需要通过专用的客户端进行操作。指纹考勤系统的整体架构设计如图1所示。

图1　考勤系统整体架构设计

从图中可以看出，要实现整个考勤系统需要进行以下4个功能模块的设计与开发。

1) Web服务器模块：为学生和教职工用户的在线提交请假申请提供Web服务功能，确保学生和教职工用户可以通过Web浏览器随时随地进行在线请假申请；另外，还为系统的普通管理用户以及系统管理用户提供管理功能，方便其管理工作的实现。

2) 考勤服务器模块：主要处理学生用户与教职工用户的在线考勤操作，通过网络(无线、有线)接受客户端发送的指纹图像数据以及其他信息，并调用指纹识别匹配动态链接库实现指纹图像的比对，从而实现考勤功能；另外，还为其他管理员用户(学生部管理员、人事和学院领导等)提供考勤统计数据的查询及其他管理操作功能[5]。

3) 数据库操作模块：包括处理Web服务器发送的数据库操作请求与考勤服务器发送的数据库操作请求，即在线请假申请信息存储与查询请求、考勤信息存储与查询请求、考勤统计数据查询请求等[6]。

4) 考勤客户端：为学生用户、教职工用户及其管理员用户提供考勤信息注册、在线考勤以及其他信息查询与操作图形界面，考勤客户端与考勤服务器通过有线校园网络或无线网络进行数据通信。

3系统实现

3.1开发环境

学生指纹考勤系统中的Web服务器开发使用了ASP技术，服务器端和客户端的开发使用了C#语言，同时还涉及ASP与C#的数据库操作技术。因此，系统的开发环境主要是在Microsoft Windows环境下进行的，操作系统为Windows XP SP2。

具体的开发环境如下：

1) Web服务器采用IIS 6.0、Visual Studio 2005；

2) 考勤服务器端采用Visual Studio 2005；

3) 考勤客户端采用Visual Studio 2005。

数据库采用Microsoft SQL Server 2000，为了实现Web服务器功能，需要在服务器上安装IIS 6.0为服务器提供Web服务功能(即安装IIS后，系统即可处理通过Internet发送来的HTTP请求)，同时安装Visual Studio 2005作为ASP程序与C#程序的编辑器与编译器。

3.2功能模块实现

3.2.1Web服务器模块实现

学生指纹考勤系统中的Web服务器模块主要处理学生、教职工用户的在线请假请求以及管理员用户的系统管理操作请求。

Web服务器模块的数据库操作实现主要包括以下5个步骤。

1) 用户打开登录页面输入登录信息(学号、教职工编号、管理员账号以及登录密码)，并选择用户类型，点击“登录”按钮登录页面，自动将HTML表单收集到的用户信息提交到Web服务器；

2) 接收到浏览器发送来的登录信息后，根据用户类别的不同分别在数据库中查询不同的用户表(学生个人信息表、教职工个人信息表、管理员用户表等)对用户身份进行验证，验证成功后进入第3步；否则提示用户登录失败。

3) 如果登录用户为学生用户或者教职工用户，则根据提交的在线请假申请信息进行数据库更新操作；否则根据管理员用户的管理操作内容执行系统管理对应的数据库操作(更改课表、修改某一学院、班级、学生、教职工的考勤信息等)[7]。

4) 在数据库操作执行完成后，将执行的结果发送给用户浏览器。如果数据库操作失败，则为用户发送操作失败的提示。

5) 关闭数据库连接。在操作数据库时，首先调用Conn.asp文件对后台数据库进行连接，再以字符串形式的SQL语句为参数调用Conn对象的Execute方法即可实现对数据库的操作[8]。

Web服务器模块的主要实现过程如图2所示。

图2　Web服务器端功能流程图

客户端浏览器通过本系统编写的包含有Form表单的静态页面填写登录信息，由于在登录页面中只有“学生用户”“教职工用户”以及“管理员用户”(分为“普通管理员”与“系统管理员”两种用户类型)可供用户选择，因此Web服务器端接收到的用户类型必然属于上述3种类型中的一种，所以在从接收到的表单信息中判断用户类型时只需做上述3种类型的判断即可。

3.2.2考勤服务器模块实现

指纹考勤系统的考勤服务器端按照功能模块划分可以分为“网络通信模块”“系统管理模块”“指纹识别模块”及“数据库操作模块”4个部分，在实现过程中主要使用的技术包括C#多线程编程技术、C#网络编程技术、C#数据库操作技术等。

考勤服务器模块具体的实现流程包括以下4个步骤。

1)系统启动时，主程序创建一个Thread类型对象，并使用参数为FPServerListen的ThreadStart对象进行初始化(线程函数为FPServerListen)，从而创建一个线程在端口9900上监听发送给考勤服务器的网络通信请求[9]。

2)当接收到网络通信请求后，监听线程为网络通信请求创建一个线程，并在新线程中判断通信请求的类型。

3)根据不同的网络通信类型调用不同的功能模块函数(系统管理模块功能处理函数SysManage、指纹识别模块功能处理函数FPOperate及数据库操作模块功能处理函数DBOperate)。

4)处理完成后，线程自动关闭。

3.2.3考勤客户端模块实现

考勤客户端主要安装在教室的PC上为学生和教师提供考勤界面，同时还要为相关领导提供考勤信息查看与管理操作功能。考勤客户端模块的整体结构如图3所示。

图3　考勤客户端整体架构

从图中可以看到，考勤客户端主要包含了“考勤模块”“管理模块”及“网络通信模块”3个子功能模块。

考勤模块主要为学生与教师提供考勤界面、教师考勤管理等功能，管理模块主要为各学院领导、人事部门领导以及学生管理人员进行在线请假审批操作、考勤统计信息查看等功能。网络通信模块负责和考勤服务器进行网络通信，将考勤客户端的考勤信息、数据查询请求等数据发送给考勤服务器，同时负责从考勤服务器接收与查询结果等。

1) 针对学生、教师在线考勤，在系统启动后，首先由教师输入个人信息(教师编号、登录密码)进行系统登录，随后可以进行考勤操作；在考勤时学生与教师通过指纹识别仪进行指纹采集，然后，点击“在线考勤”按钮即可实现考勤。当客户端的考勤信息经过考勤服务器处理后，客户端会自动将考勤是否成功的相关信息显示在用户界面上。

2) 针对学生、教师考勤信息注册，由于每学期教师的课程安排都会发生变化，所以每学期开始时教师都需要通过考勤客户端进行考勤信息注册。教师首先输入教师编号及个人登录密码(密码由人事部门分配，教师注册成功后可以对密码进行修改)，进入“教师考勤信息注册”选项卡界面后，输入教师的个人相关信息与本学期的课程信息，点击“下一步”系统提示进行指纹采集，教师通过指纹采集仪对同一只手的3个手指的指纹图像进行采集，然后，点击“注册”按钮，即可完成注册。

学生用户的注册过程与教师注册基本一致，唯一不同的是学生用户不需要个人登录密码，而是在教务部门进行统一采集。

3)针对考勤信息管理与查看，各学院领导、人事部门领导以及学生管理员在登录考勤客户端后，可以对本学院教师及学生的考勤信息进行管理与查看。在登录时，首先需要选择对应的用户类型，系统根据不同类型的用户显示不同的考勤用户界面。各学院领导、人事部门领导以及学生管理员进入考勤客户端后，可以在其中进行各项考勤信息管理与查看操作。

网络通信子功能模块是考勤客户端开发的重点，所有的用户考勤请求、注册请求、考勤信息管理请求都需要通过该子功能模块发送到考勤服务器，同时还要负责考勤服务器回送的处理信息，因此网络通信子功能模块是考勤客户端中的核心模块。

4结束语

指纹考勤系统在高校的学生管理工作中具有重要的地位，是树立良好校风与学风的重要前提。为了实现上述目标，考勤系统不仅要能够实现基本的业务需求，还要具有较高的稳定性与健壮性，还要具有良好的可扩展性。因此，在后续的工作中，本文需要对市面上现有的指纹考勤产品进行综合考察与参考，同时加强指纹识别技术的研究，进一步提高系统的稳定性与工作效率。

参 考 文 献

[1]张镕麟.银行指纹认证系统应用方案[J].网络安全技术与应用，2011(1)：68-75.

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[3]王水鱼，刘武.基于纹理结构的指纹匹配算法[J].微型机与应用，2011(2)：120-123.

[4]何彤宇，杨树英，邢若南.基于RFID技术的学生网络考勤管理系统设计[J].计算机与现代化，2010(11):55-57.

[5]王文涛.网络化指纹考勤系统研究与实现[D].山东：山东大学，2009.

[6]柳清.指纹识别考勤管理系统设计与实现[D].山东：山东大学，2009.

[7]ISENOR D K，ZAKY S G.Fingerprint identification using graph matching[J].Pattern Recognition，1986，19(2)：113-122.

[8]JAIN A K，PANKANTI S.Fingerprint classification and recognition[M].[S.l]：The Image and Video Processing Handbook， 2000.

[9]HRECHAK AK，MCHUGH J A.Automated fingerprint recognition using structural matching[J].Pattern Recognition，1990，23(8)：893-904.

Design and Implementation of Fingerprint Attendance System

ZHU Xiangyin，HE Zhonghai

(School of Information and Software Engineering，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu 610054，China)

AbstractStudents attendance is very important for the normal teaching order and quality，but the measure of student attendance management is still by hand in most colleges of China.It is not only inefficient，but also takes up a lot of human resources.In this paper，based on the fingerprint distinguish technology and the analysis of college student attendance management process，a distributed Web-based college student attendance management system is designed and realized.This system has a very important meaning to college’s student attendance management.

Key wordslaboratory booking；laboratory management；computer technology；C# development

收稿日期:2014-11-03；修改日期: 2015-12-07

作者简介：朱相印(1987-)，男，硕士，助理工程师，主要从事嵌入式方面的研究。

中图分类号TP311.56

文献标志码A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.02.005